Zeitschrift für Erdöl- und Umweltbiotechnologie

Abstrakt

Verbesserung der Blei-Phytoremediation durch Deutsches Weidelgras (Lolium perenne L.) unter Verwendung des Wirkstoffs Streptomyces pactum Act12

Shumiao Cao, Wenke Wang*, Yaqian Zhao, Shenke Yang, Fei Wang, Jun Zhang und Yongchang Sun

Es ist allgemein anerkannt, dass Mikroben die Phytoremediation von Blei (Pb) unterstützen können, indem sie das Pflanzenwachstum und die Aufnahme des Metalls fördern. Über das Potenzial der Bodenimpfung mit Actinomyceten zur Verbesserung der Bleiaufnahme und -translokation in Pflanzen, insbesondere in semiariden Gebieten mit Wassermangel, ist jedoch wenig bekannt. Diese Studie konzentrierte sich auf die Erforschung der Resistenz eines im Boden lebenden Actinomycetenstamms (Streptomyces pactum Act12) gegen Blei und seine Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum, die antioxidative Reaktion sowie die Bleiaufnahme und -translokation in Deutschem Weidelgras (Lolium perenne L.). Besonderes Augenmerk wurde auf die Versuchsbedingungen in semiariden Gebieten im Nordwesten Chinas gelegt. Eine Fermentationskultur von Act12 wurde in Pulverform auf den Boden mit oder ohne Bleibehandlung (0 – 1.000 mg kg-1) aufgebracht und Weidelgraspflanzen wurden in diesem Boden sofort in Töpfen 60 Tage lang bei 20 % relativer Bodenfeuchtigkeit gezüchtet. Act12 zeigte in Plattenkultur eine Toleranz gegenüber bis zu 1.200 mg Pb L-1 und besiedelte Boden mit weniger als 500 mg Pb kg-1 gut. Unter Bleistress wiesen die inokulierten Pflanzen eine höhere Biomasse mit größerer Pflanzenhöhe und Wurzeltriebzahl auf als die nicht inokulierten Kontrollpflanzen. Zudem wurden in den Blättern der inokulierten Pflanzen unter Bleistress höhere Katalase-, Superoxiddismutase- und Peroxidaseaktivitäten festgestellt. Die Inokulation des Bodens mit Act12 erhöhte die Bleikonzentration und -aufnahme bei Pflanzen, die in Boden mit 200 bis 1.000 mg Pb kg-1 gewachsen waren, signifikant. Die Translokations- und Biokonzentrationsfaktoren der inokulierten Pflanzen waren um 10,5 – 36,2 % bzw. 37,3 – 133,1 % höher als bei nicht inokulierten Pflanzen. Streptomyces pactum Act12 kann die Bleiphytoremediation durch Deutsches Weidelgras verstärken, und seine Pulverform erleichtert den Einsatz in semiariden Gebieten.